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python - 使用 Cython 将 Python 代码编译为静态链接的可执行文件

coder 2023-08-16 原文

我有一个纯 Python 脚本，我想将其分发到具有未知 Python 配置的系统。因此，我想将 Python 代码编译为独立的可执行文件。

我跑 cython --embed ./foo.py没有问题给 foo.c .然后，我跑

gcc $(python3-config --cflags) $(python3-config --ldflags) ./foo.c

哪里python3-config --cflags给
-I/usr/include/python3.5m -I/usr/include/python3.5m  -Wno-unused-result -Wsign-compare -g -fdebug-prefix-map=/build/python3.5-MLq5fN/python3.5-3.5.3=. -fstack-protector-strong -Wformat -Werror=format-security  -DNDEBUG -g -fwrapv -O3 -Wall -Wstrict-prototypes

和 python3-config --ldflags给
-L/usr/lib/python3.5/config-3.5m-x86_64-linux-gnu -L/usr/lib -lpython3.5m -lpthread -ldl  -lutil -lm  -Xlinker -export-dynamic -Wl,-O1 -Wl,-Bsymbolic-functions

通过这种方式，我获得了一个可以正常运行的动态链接的可执行文件。 ldd a.out产量
 linux-vdso.so.1 (0x00007ffcd57fd000)
 libpython3.5m.so.1.0 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.5m.so.1.0 (0x00007fda76823000)
 libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007fda76603000)
 libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007fda763fb000)
 libutil.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libutil.so.1 (0x00007fda761f3000)
 libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007fda75eeb000)
 libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fda75b4b000)
 libexpat.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libexpat.so.1 (0x00007fda7591b000)
 libz.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libz.so.1 (0x00007fda756fb000)
 /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fda77103000)

现在，我尝试添加选项 -static到 gcc，但这会导致错误:
/usr/bin/ld: dynamic STT_GNU_IFUNC symbol `strcmp' with pointer equality in `/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/6/../../../x86_64-linux-gnu/libc.a(strcmp.o)' can not be used when making an executable; recompile with -fPIE and relink with -pie
collect2: error: ld returned 1 exit status

我检查了 ldd 提供的所有共享库是否也安装为静态库。

那么，这与 python3-config 给出的选项有什么不兼容吗？

最佳答案

遇到的问题显然来自链接器(gcc 在引擎盖下启动了一个链接器，看看它 - 只需使用 -v 启动 gcc - 在详细模式下)。因此，让我们先简要提醒一下链接过程是如何工作的:
链接器保留它需要解析的所有符号的名称。一开始它只是符号main .当链接器检查库时会发生什么？

  • 如果它是一个静态库，链接器会查看这个库中的每个目标文件，如果这个目标文件定义了一些查找的符号，则整个目标文件都被包含在内(这意味着一些符号被解析，但一些进一步的新未解析符号可以添加)。链接器可能需要多次通过静态库。
  • 如果是共享库，则链接器会将其视为由单个巨大目标文件组成的库(毕竟，我们必须在运行时加载此库，而不必一遍又一遍地传递多次修剪未使用的符号):如果至少有一个需要的符号，则整个库是“链接的”(实际上链接发生在运行时，这是一种空运行)，如果没有 - 整个库被丢弃，再也没有看过。

    • 例如，如果您链​​接到:
    gcc -L/path -lpython3.x <other libs> foo.o
    你会遇到问题，不管是否python3.x是共享或静态库:当链接器看到它时，它只查找符号 main ，但是这个符号没有在python-lib中定义，所以python-lib被丢弃并且再也没有被查看过。仅当链接器看到目标文件 foo.o ，它意识到需要整个 Python 符号，但现在已经太晚了。
    有一个简单的规则来处理这个问题:把目标文件放在第一位!这意味着:
    gcc -L/path  foo.o -lpython3.x <other libs>
    现在链接器在第一次看到 python-lib 时就知道它需要什么。
    还有其他方法可以获得类似的结果。
    A) 只要每次扫描至少添加一个新的符号定义，就让链接器重复一组文件:
    gcc -L/path --Wl,-start-group -lpython3.x <other libs> foo.o -Wl,-end-group
    链接器选项 -Wl,-start-group和 -Wl,-end-group说链接器在这组文件上迭代不止一次，所以链接器有第二次(或更多)机会来包含符号。此选项可能会导致更长的链接时间。
    B) 打开选项 --no-as-needed将导致链接共享库(并且仅共享库)，无论该库中是否需要定义符号。
    gcc -L/path -Wl,-no-as-needed -lpython3.x -Wl,-as-needed <other libs> foo.o
    实际上，默认的 ld-behavior 是 --no-as-needed ，但 gcc 前端调用 ld 选项 --as-needed ，所以我们可以通过添加 -no-as-needed 来恢复行为在 python 库之前，然后再次将其关闭。

    现在到您的静态链接问题。我认为不建议使用所有标准库(均高于 glibc)的静态版本，您可能应该做的是仅静态链接 python 库。
    链接的规则很简单:默认情况下，链接器首先尝试打开库的共享版本，而不是静态版本。即图书馆 libmylib和路径 A和 B ，即
     -L/A -L/B lmylib
    它尝试按以下顺序打开库:
    A/libmylib.so
A/libmylib.a
B/libmylib.so
B/libmylib.a
    因此，如果文件夹 A只有静态版本，所以使用这个静态版本(不管文件夹 B 中是否有共享版本)。
    因为真正使用哪个库是相当不透明的 - 这取决于您的系统设置，通常可以通过 -Wl,-verbose 打开链接器的日志记录。故障排除。
    通过使用选项 -Bstatic可以强制使用库的静态版本:
    gcc  foo.o -L/path -Wl,-Bstatic -lpython3.x -Wl,-Bdynamic <other libs>  -Wl,-verbose -o foo
    值得注意的事情:
  • foo.o在库之前链接。
  • 直接在 python-library 之后关闭静态模式，以便动态链接其他库。

    • 现在:
     gcc <cflags> L/paths foo.c -Wl,-Bstatic -lpython3.X -Wl,-Bdynamic <other libs> -o foo -Wl,-verbose
...
attempt to open path/libpython3.6m.a succeeded
...
ldd foo shows no dependency on python-lib
./foo
It works!

    是的，如果您链​​接静态 glibc (我不推荐)，你需要删除-Xlinker -export-dynamic从命令行。
    没有 -Xlinker -export-dynamic 编译的可执行文件将无法加载某些依赖于加载它们的可执行文件的此属性的 c-extension ldopen .

    由于隐式 -pie 可能导致的问题选项。
    Recent versions of gcc使用 pie -option 构建默认情况下。通常/有时，较旧的 python 版本使用较旧的 gcc 版本构建，因此 python-config --cflags会错过现在必要的-no-pie ，因为当时不需要它。在这种情况下，链接器将产生如下错误消息:

    relocation R_X86_64_32S against symbol `XXXXX' can not be used when making a PIE object; recompile with -fPIC


    在这种情况下，-no-pie选项应添加到 <cflags> .

    关于python - 使用 Cython 将 Python 代码编译为静态链接的可执行文件，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/48796014/

    译为pythoncodepregcclinkercython

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